시멘트는 안전하다

최근 한국양회공업협회는 시멘트 유해성 논란을 통해 조장된 오해를 불식시키기 위해 ‘시멘트에 대한 오해와 진실’이라는 자료집을 발간했다. 이에 본지는 그 내용 중 일부를 정리, 독자들에게 도움을 구하고자 한다. 세라믹업계의 한 줄기인 시멘트 업계의 어려움을 세라믹인 전체가 함께 지혜를 모으고, 또 든든한 대변자가 되어주었으면 하는 바램으로 이 코너를 마련한다. <편집부> 

시멘트의 안전성 논란 중 일반 국민들에게 가장 큰 불안감을 주는 것이 바로 아토피성 피부염이 시멘트와 상관관계가 있다는 주장. 즉 시멘트에 포함된 6가크롬이 아토피를 유발할 수 있다는 주장을 제기하고 있는 것이다.
하지만 아토피 발병 원인의 40~50%는 음식과 관련이 있으며, 음식외의 원인도 집먼지 진드기, 꽃가루 등이 70~80%를 차지하며 6가크롬이 아토피의 원인이라는 과학적인 연구보고는 전무한 상태. 6가크롬은 각종 질병을 유발하는 유해한 물질로 알려져 있는 것은 사실이다. 그러나 방사능, 납, 수은과 마찬가지로 6가크롬은 우리생활에서 완벽하게 차단될 수 없다. 일정 농도 이상이 되었을 경우에만 직접적인 피해를 예상할 수 있으며 시멘트 보다는 스테인리스 재질의 용품에서 그 검출농도가 높은 편이다. 더욱이 시멘트 안의 6가크롬은 건축물로 굳어진 시멘트에서는 거의 외부로 유출되지 않는다. 유럽 및 미국 등 선진국에서도 건설현장에서 젖은 상태의 시멘트를 취급하는 근로자들에게 마스크나 장갑 등 보호장구를 갖추면 피부자극의 위험이 없는 것으로 알려져 있다.
아토피 못지않은 관심사인 새집증후군 역시 무기물로 이루어진 시멘트가 아닌 내장재, 페인트, 접착제 등의 휘발성 유기화합물이 그 원인으로 시멘트와는 직접적인 영향이나 상관관계가 없다.
이는 지난 2006년부터 시행된 ‘다중이용시설 등의 실내공기질관리법 시행규칙 일부 개정령’에서도 포름알데히드, 벤젠, 톨루엔 등의 배출기준은 정하고 있지만 시멘트에 대해서는 어떠한 제도적 규제가 없다는 것으로 잘 알 수 있다.

금붕어 실험은 전문가들이 비난을 금치 못하는 억지 실험
국민들에게 엄청난 충격을 안겨주었던 금붕어 실험. 살아있는 금붕어를 넣은 어항 속에 시멘트 벽돌을 집어넣고 일정 시간이 지나자 금붕어의 피부가 벗겨지고 진액이 나오며 죽었던 이 실험으로 국민들은 마치 시멘트 중의 중금속이 건강에 엄청난 해를 미치는 것으로 인식하고 말았다. 하지만 이 실험은 시멘트의 고유 특성을 전혀 이해하지 못한 비전문가의 실험행태로서 학계 등 콘크리트 관련 전문가들로부터 심한 비난을 받고 있다.
이는 식초를 탄 물에 금붕어를 넣어도 마찬가지 반응을 보임으로 생명을 위협하는 식초를 먹지 말자라고 하는 것과 다름이 없는 실험이기 때문이다.
시멘트는 물과 혼합되면 pH(수소이온 농도 지수)값이 12~13에 이르는 강알카리성 재료. 만일 시멘트가 건설현장에서 강알칼리성을 유지하지 못한다면 철근이 부식되어 팽창이 되고, 철근과 콘크리트가 맞닿은 부분에서 박리(剝離)가 일어나 균열과 건축물의 수명을 단축시키고 내구성에 큰 위협을 주기 때문이다.
아무리 몸에 좋은 보약이라도 그 안에 물고기를 넣으면 얼마나 살 수 있을까? 물속에서 호흡하고 생활하는 물고기의 생존 가능 pH는 중성(7~8). 이 조건의 수조에 시멘트 벽돌을 넣자 pH는 20분 후 11.37로 올라가기 시작해 2시간 후 11.60, 금붕어가 모두 폐사한 640분 후에도 11.0을 유지했다.
시멘트 벽돌 대신 수조안의 CaO 용액으로 유사한 pH 환경을 만들어 주었을 경우에도 금붕어는 모두 폐사하는 것을 알 수 있다. 그렇다면 pH는 중성으로 유지한 채 시멘트벽돌 대신 6가크롬 용액을 넣었을 경우는 어떠할까? 일부의 주장대로라면 이 경우에도 금붕어는 폐사해야 한다.
하지만 2mg/L라는 상당히 높은 농도의 6가크롬 용액을 넣었음에도 적정 pH하에서 금붕어의 개체 수는 변화가 없었다. 금붕어 실험이 얼마나 작위적이고 신빙성 없는 실험이었는지 알 수 있는 것이다.

국민 불안 증폭시키는 왜곡된 실험은 이젠 그만
콘크리트의 특성을 왜곡한 또 하나의 비난받을 실험이 바로 생쥐실험. 생쥐를 콘크리트로 만든 모형 집과 황토로 만든 모형 집에 각각 넣고 얼마나 생존하는지 살펴보는 실험이 방송을 통해 공개된 적이 있다.
황토재료 분야의 전문가인 H교수가 콘크리트보다 황토가 우수하다는 것을 주장하기 위해 실시한 실험. 결과는 물론 황토 모형집의 생쥐가 더 오래 살았다.
그러나 문제는 시멘트 모형집의 생쥐가 일찍 폐사한 원인을 시멘트 안의 중금속이 유출되기 때문이라는 억지 주장을 펼쳤던 것. 콘크리트에 중금속이 함유되어 있는 것은 사실이나, 굳은 콘크리트는 중금속을 구성물질에 가두는 특성이 있기 때문에 중금속이 유출될 가능성은 거의 없다. 실험쥐의 폐사원인은 중금속이 아닌 콘크리트가 주변의 열을 빼앗는 성질을 말하는 ‘냉복사’로 인한 저체온증 임에도 과학적인 근거 없이 중금속 유출로 폐사했다고 주장해 비난을 받고 있다.

시멘트산업은 적극적으로 환경을 지키는 대표적인
자원순환형 산업
시멘트산업은 대표적인 비금속광물 제조업으로 석회석 등의 천연자원을 주원료로 사용한다. 때문에 어느 정도 자연 훼손이 불가피한 측면이 있다. 또 연료의 대부분을 차지하는 유연탄은 국내 생산이 불가능해 전량 수입에 의존하고 있으며 지구온난화의 중요한 원인이 되는 온실가스를 다량 배출할 수밖에 없는 단점이 있다. 그러나 환경의 중요성이 날로 증대되면서 선진국의 시멘트업계에서는 반환경적인 이미지를 개선하고 자원환경 보전과 에너지 절감 등 친환경적인 산업으로 전환하기 위하여 많은 노력을 기울여 왔다. 이러한 노력이 차츰 결실을 맺으며 선진국에서는 2~30년 전부터 천연자원과 유사한 성분을 함유한 각종 부산물 및 폐기물을 시멘트의 원료로 개발하여 사용하고 있다. 또 각종 가연성 폐기물을 순환자원으로 개발하여 유연탄을 대체하고 있다.
국내 시멘트 업계 역시 해외의 선진사례를 바탕으로 각종 부산물 및 폐기물을 순환자원으로서 사용하고 있다. 시멘트 1톤을 만드는데 약 200kg의 부산물과 폐기물이 사용되며 만일 시멘트 공장에서 이를 안정화시켜 재활용하지 않는다면 우리가 사는 땅과 바다는 이들로 인해 심각한 오염을 겪고 있을 것이다. 

시멘트업체 누적 재활용량 한해 수도권 매립량의 70% 육박
최근 한국리싸이클링학회에서 발표한 ‘순환자원 처리방법에 따른 LCA(제품시스템의 전 과정에 걸친 투입물과 산출물에 의해 발생할 수 있는 잠재적이니 환경영향을 정성적, 정량적으로 평가하는 기법) 비교’에 따르면 시멘트 업계에서 시멘트 1톤을 생산할 때 유연탄 대신 폐타이어 등 폐기물을 연료로 사용함으로써 약 16kg의 유연탄을 대체하고 순수 저감량 기준 약 9kg, 국가 전체적인 측면에서 약 41kg의 이산화탄소 배출량을 저감할 수 있으며, 이를 연간으로 환산할 경우 약 79만톤의 유연탄 절감과 순저감 기준 약 43만 톤의 이산화탄소 배출이 저감되는 것으로 나타났다.
만일 폐기물을 시멘트산업에서 원료로 사용하지 않을 경우 소각 또는 매립하여야 하는데, 이는 현재 수도권 매립량의 약 70%에 해당하는 양이다. 이는 월드컵경기장의 약 1.6배에 해당하는 매립장이 추가로 필요하다는 것을 의미한다.
경제적인 측면에서도 온실가스 저감 및 매립장 수명연장 등으로 인하여 연간 1,740억원의 사회적, 경제적 이익을 얻고 있는 셈이다.

시멘트 제조공정은 가장 완벽한 폐기물 처리공정
일반 소각로의 경우 가스온도가 800~1,000℃에 불과하며 이 또한 온도변동이 심하다.
이로 인해 다이옥신 등 소각과정에서 2차 환경오염물질이 배출되어 문제가 되기도 한다. 하지만 시멘트 생산 공정은 가스온도 2,000℃에서 물질온도는 1,450℃를 유지한다. 온도변동 시  제품에 중대한 불량이 발생함으로 일정온도를 항상 유지한다. 또 일반 소각로와는 달리 매립 처리해야 하는 2차 폐기물이 발생하지 않는다는 장점도 있다.
시멘트 소성로의 고유 목적은 시멘트 제품을 생산하는 것. 따라서 소성로에서는 폐기물을 사용할 때도 완벽한 시멘트 제품을 생산할 수 있도록 사전에 천연자원과의 혼합과정이 정밀하게 관리된다.
또 열처리 측면에서도 소성로의 온도분포는 가스온도가 2000℃에 이르면 1200℃ 이상에서의 체류시간도 3초 이상. 또 소성로를 통과하는 물질의 체류 시간도 30~40분에 이르기 때문에 거의 대부분의 폐기물이 분해 또는 산화되어 다이옥신 류 등의 유해물질이 발생되지 않는다. (다이옥신은 800℃ 이하에서 생성) 반면 소각로는 폐기물의 처리가 목적이므로 폐기물의 성상(性狀)과 함유된 수분량에 따라 소각로 내부 온도가 극심하게 변한다. 이에 따라 다이옥신 등 유해물질이 배출될 가능성이 높아진다.

엄격한 절차와 사전시험 및 검증을 통한 폐기물 사용
일부에서는 시멘트업계가 폐기물을 무분별하게 반입하여 사용하고 있다고 주장한다. 하지만 이 또한 시멘트에 대한 지식부족에 따른 오해이다.
시멘트 부원료로 사용할 수 있는 것은 시멘트의 구성성분을 가지고 있는 석탄화(점토 대체), 슬래그(철광석 대체), 재생주물사(규석 대체) 등으로 제한적이며, 연료로 사용할 수 있는 것 중에서도 PVC 등 염소함량이 높거나 폐유 등 지정폐기물로 분류되어 있는 가연성폐기물은 사용하지 않고 있다.
이는 한번 가동을 멈추거나 불량이 발생할 경우 엄청난 비용을 감수해야 하는 시멘트 생산공정의 특성상 철저히 지켜질 수밖에 없다.
또, 사용 여부를 결정하기 위해 성분 분석을 포함한 여러 단계의 검토 및 검증과정을 거치게 되며, 이는 시멘트 업체별로 사내 표준을 정립 관리하고 있다.

업계 공통의 반입기준을 살펴보면 ▲폐기물관리법 등 국내외 관련법규를 준수하고 규제치를 만족 할 것. ▲ 시멘트의 생산 및 판매에 이르는 사업활동 전 과정에서 새로운 환경부하가 발생하지 않을 것. ▲다른 산업 또는 다른 처리방법보다 시멘트산업에서 재활용하는 것이 충분히 환경적, 경제적인 면에서 동등하거나 또는 우수할 것. ▲생산공정 문제 및 제품의 품질문제를 일으키지 않으며, 현재의 기술수준에서 충분히 관리할 수 있을 것. ▲작업자의 건강에 피해를 일으키지 않으며, 지역과 지역주민의 불편을 야기하지 않을 것 등이다.
또한, 폐기물을 사용하는 과정에서도 공정별로 관리항목을 설정, 주기적으로 체크하고 있다. 원료 생산 공정에서는 온라인 분석 시스템에 의해 전자동으로 성분 분석이 이루어지고 그 결과가 실시간으로 피드백 되어 원료성분의 비율을 변경하게 된다. 이처럼 시멘트업계에서는 치밀한 관리과정을 거쳐 폐기물을 사용함으로써 일정한 품질의 시멘트를 생산한다.

일본에서 버려지는 폐기물로 시멘트를 만든다?
현재 국내 시멘트 업계는 석탄재와 폐타이어 등을 일본에서 수입하고 있다. 이를 두고 한때  북한이 일본 핵폐기물을 반입하려던 것과 연관시켜 악의적인 퍼포먼스가 연출되기도 했다. 그러나 일본에서 수입하는 석탄재와 폐타이어는 일본에서도 똑같이 시멘트 산업의 원료와 연료로 쓰이고 있다. 일본에서는 문제없이 사용되는 폐기물이 유독 우리나라에서만 불량재료로 취급받는 것은 폐기물 자원에 대한 이해 부족과 일반 국민들을 현혹시키려는 선동전략의 일환이다.
국내 시멘트산업에서 사용되는 폐기물은 기본적으로 국내에서 발생되는 석탄재와 폐타이어를 사용하고 모자라는 부분만큼 일본에서 수입하고 있다. 이는 국내에서 발생되는 석탄재와 폐타이어가 시멘트 공장에서 필요로 하는 양만큼 공급되지 않기 때문이다.
선진국에서 이미 안정성을 인증 받은 석탄재와 폐타이어를 적법한 절차를 통해 수입하고 있는 것이다.

시멘트는 중금속 용출을 막기 위한 법정 재료
시멘트 내부에 중금속을 포함하고 있다고 다 위험한 걸까? 천연 토양에도 일정부분 중금속은 포함되어 있으며 이를 이용한 건설 재료에도 자연스럽게 존재하게 된다. 과거 천연자원만을 이용한 시멘트 제조에서도 미량의 중금속은 포함되었으며 그 함유량은 대체로 천연토양에 함유된 정도의 범위였다. 그러나 토양속의 중금속보다 오히려 시멘트 속의 중금속은 제조 공정 중 광물에 갇혀 외부로 유출되지 않고 안정화되기 때문에 오히려 안전하다 볼 수 있다. 더욱이 방사성물질이나 중금속을 포함한 유해 폐기물을 매립 처리할 때 주위 토양으로의 중금속 용출을 막기 위해서 사용되는 재료로 법에서 정할 만큼 시멘트의 중금속 차단효과는 매우 우수하다. 일반적으로 모든 정수장은 콘크리트로 저수조를 만들어 사용하고 있으며, 환경부에서는 매년 모든 음용수 관련시설에서 수질검사를 실시하고 있지만, 단 한번도 음용수에서 납이나 6가크롬 등의 중금속이 검출되어 음용수로 부적합하다는 판정을 받은바 없다.

산업폐기물의 자원화 공정